JP2014188585A - Spot weld system having spot weld gun - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To easily estimate abnormality of a spot weld gun.SOLUTION: A spot weld system (1) comprises: an application pressure command value preparation part (31) for preparing a standard application pressure command value of a spot weld gun, which applies a pressure onto a work-piece to be welded between two electrode tips, and at least one application pressure command value for detection; an elastic displacement amount deviation calculation part (32) for calculating a rotation positional deviation, between a rotation position of a servo motor when the standard application pressure command value is used and a rotation position of the servo motor when at least one application pressure command value for detection is used, as an elastic displacement amount deviation; and an estimation part (34) which estimates that there is an abnormality in the spot weld gun when a deviation between an elastic displacement amount deviation, which the elastic displacement amount deviation calculation part measures on the basis of the standard application pressure command value and at least one application pressure command value for detection, and the standard displacement amount deviation stored by a storage part (33) is larger than a predetermined value.

Description

本発明は、スポット溶接システムに関する。特に、本発明は、サーボモータにより駆動される可動電極チップと該可動電極チップに対向する固定電極チップとの間で被溶接ワークを加圧して溶接を行うスポット溶接ガンを有するスポット溶接システムに関する。   The present invention relates to a spot welding system. In particular, the present invention relates to a spot welding system having a spot welding gun that pressurizes a workpiece to be welded between a movable electrode tip driven by a servo motor and a fixed electrode tip facing the movable electrode tip.

スポット溶接システムにおいては、スポット溶接ガンを駆動するサーボモータに供給されるトルク指令とそのトルク指令により電極チップ先端で発生する加圧力との関係を校正する作業が行われている。このような作業は、溶接を開始する前に行われる。その後、動作プログラムに従って、スポット溶接ガンが被溶接ワークを加圧して溶接する作業を繰返し行う。   In the spot welding system, an operation of calibrating a relationship between a torque command supplied to a servo motor that drives a spot welding gun and a pressurizing force generated at the tip of the electrode tip by the torque command is performed. Such an operation is performed before welding is started. Thereafter, according to the operation program, the spot welding gun presses and welds the work to be welded repeatedly.

スポット溶接ガンは、可動電極チップと固定電極チップとを含んでいる。可動電極チップが固定電極チップを押込み、固定電極チップが取付けらた金属製のアームを弾性変形させることにより、要求される加圧力を電極チップ間に発生させる。しかしながら、高い加圧力で長期間にわたって繰返し加圧すると、アームが金属疲労によって部分的に塑性変形したり、亀裂が部分的に生じる場合がある。   The spot welding gun includes a movable electrode tip and a fixed electrode tip. The movable electrode tip pushes the fixed electrode tip and elastically deforms a metal arm to which the fixed electrode tip is attached, thereby generating a required pressure force between the electrode tips. However, when the pressure is repeatedly applied over a long period of time with a high applied pressure, the arm may be partially plastically deformed or a crack may be partially generated due to metal fatigue.

スポット溶接ガンのアームが部分的に塑性変形したり、アームに亀裂が部分的に生じた場合には、スポット溶接ガンのアーム全体の剛性が低下する。従って、スポット溶接ガンのアームの弾性変位量が大きくなる。このため、加圧力を変更しない場合であっても、被溶接ワークが押込まれて溶接品質が低下する可能性がある。また、亀裂が発生したアームを使用し続ける場合には、亀裂が進行してアームが最終的に破損することもある。それゆえ、操作者はスポット溶接ガンの状態を定期的に目視で確認する必要がある。しかしながら、操作者がスポット溶接ガンのそれぞれを目視で確認するのは時間を必要とする上に、微少な塑性変形や微少な亀裂を経験の浅い操作者が発見するのは難しい。   When the arm of the spot welding gun is partially plastically deformed or when the arm is partially cracked, the rigidity of the entire arm of the spot welding gun is lowered. Accordingly, the elastic displacement amount of the arm of the spot welding gun is increased. For this reason, even when the applied pressure is not changed, the work to be welded may be pushed in and the welding quality may deteriorate. Further, when the cracked arm is continuously used, the crack may progress and the arm may eventually be damaged. Therefore, the operator needs to visually check the state of the spot welding gun periodically. However, it takes time for the operator to visually check each spot welding gun, and it is difficult for an inexperienced operator to detect minute plastic deformation and minute cracks.

さらに、スポット溶接ガンのアーム全体の剛性が低下していない場合であっても、スポット溶接ガンの機構部、例えばボールねじ、軸受などが摩耗したり、機構部の潤滑油が劣化することがある。そのような場合には、機構部の摩擦抵抗が変化する。   Furthermore, even if the rigidity of the entire arm of the spot welding gun is not lowered, the mechanism part of the spot welding gun, such as a ball screw or a bearing, may be worn out or the lubricating oil of the mechanism part may deteriorate. . In such a case, the frictional resistance of the mechanism portion changes.

例えば、機構部の摩擦抵抗が増加すると、機構部の伝達効率が低下する。従って、所望の加圧力が発生するように過去に校正されたトルク指令であっても、実際の加圧力と所望の加圧力との間に偏差が生じている場合がある。   For example, when the frictional resistance of the mechanism portion increases, the transmission efficiency of the mechanism portion decreases. Therefore, even if the torque command has been calibrated in the past so as to generate the desired pressure, there may be a deviation between the actual pressure and the desired pressure.

このような場合には、サーボモータに供給されるトルク指令により発生する実際の加圧力を圧力センサにより検出し、実際の圧力とトルク指令との間の関係を再度校正する必要がある。しかしながら、圧力センサにより加圧力を測定するときには、スポット溶接システムを停止させる必要がある。このため、被溶接ワークを溶接しているときには、このような校正作業を行うことはできない。   In such a case, it is necessary to detect the actual pressurizing force generated by the torque command supplied to the servomotor by the pressure sensor and calibrate the relationship between the actual pressure and the torque command again. However, when measuring the applied pressure with the pressure sensor, it is necessary to stop the spot welding system. For this reason, such a calibration work cannot be performed when the work to be welded is welded.

このような理由から、スポット溶接システムを停止させて圧力センサにより加圧力を実際に測定する間隔が長くなる傾向がある。従って、加圧力に偏差が生じていることを認識しないまま、スポット溶接システムを稼働させ、結果的に溶接品質を低下させる可能性がある。また、圧力センサは比較的高価であるので、多数の圧力センサを準備するのが困難である。   For this reason, the interval at which the spot welding system is stopped and the applied pressure is actually measured by the pressure sensor tends to be longer. Therefore, there is a possibility that the spot welding system is operated without recognizing that there is a deviation in the applied pressure, resulting in a decrease in welding quality. Also, since pressure sensors are relatively expensive, it is difficult to prepare a large number of pressure sensors.

このため、サーボモータを備えたスポット溶接ガンにおいては、これらの問題を解決するために様々な手法が提案されている。   For this reason, various methods have been proposed to solve these problems in spot welding guns equipped with a servo motor.

例えば特許文献１は、予め加圧動作を複数回行ったときの、加圧時間と電極チップの先端位置との間の関係から回帰式を求め、回帰式から大幅に逸脱したときにスポット溶接ガンが劣化したと診断することを開示している。   For example, in Patent Document 1, a regression equation is obtained from the relationship between the pressurization time and the tip position of the electrode tip when a pressurizing operation is performed a plurality of times in advance, and a spot welding gun is obtained when the regression equation is greatly deviated. Is diagnosed as having deteriorated.

また、特許文献２においては、サーボモータのエンコーダにより測定された電極チップの弾性変位量に、所定の電極チップの支持剛性を乗算して実際の加圧力を算出している。そして、設定加圧力が実際の加圧力に等しくなるように、加圧力係数を補正している。   In Patent Document 2, the actual pressure is calculated by multiplying the elastic displacement of the electrode tip measured by the encoder of the servo motor by the support stiffness of the predetermined electrode tip. Then, the pressure coefficient is corrected so that the set pressure becomes equal to the actual pressure.

さらに、特許文献３および特許文献４においては、定常動作状態においてサーボモータに流れる電流に基づいて、スポット溶接ガンの機構部における摩擦抵抗の変化を検出し、その変化を補正することで加圧力を補正している。   Furthermore, in Patent Document 3 and Patent Document 4, based on the current flowing through the servomotor in a steady operation state, a change in frictional resistance in the mechanism part of the spot welding gun is detected, and the applied pressure is corrected by correcting the change. It is corrected.

特開2007-29994号公報JP 2007-29994 A 特許第3503359号公報Japanese Patent No. 3503359 特開2008-296226号公報JP 2008-296226 A 特開2010-000528号公報JP 2010-000528 A

しかしながら、特許文献１において、スポット溶接ガンのアームに亀裂が発生した場合には、電極チップ先端位置が変化する。このため、電極チップ先端位置と加圧時間との間の関係を用いてスポット溶接ガンの異常を判断すると、実際には劣化しているにもかかわらず、スポット溶接ガンが劣化していないと判断する可能性がある。また、電極チップの摩耗や変形によって電極チップ先端位置に誤差が生じると、診断精度が低下するという問題もある。   However, in Patent Document 1, when a crack occurs in the arm of the spot welding gun, the tip position of the electrode tip changes. For this reason, when the abnormality of the spot welding gun is determined using the relationship between the electrode tip tip position and the pressurizing time, it is determined that the spot welding gun is not deteriorated even though it is actually deteriorated. there's a possibility that. In addition, if an error occurs in the tip position of the electrode tip due to wear or deformation of the electrode tip, there is a problem that the diagnostic accuracy is lowered.

特許文献２においては、電極チップが互いに当接したときにモータ電流が増加することを利用して、電極チップが当接したときの電極チップの先端位置を求めている。しかしながら、電極チップの先端位置を正確に求めるためには、電極チップを低速で当接させる必要がある。さらに、電極チップを低速で当接させたときの加圧力は、実際の生産時におけるスポット溶接ガンの加圧力とは異なる。このため、検出された加圧力偏差の精度が低下するという問題がある。   In Patent Document 2, the tip position of the electrode tip when the electrode tip contacts is obtained by utilizing the fact that the motor current increases when the electrode tips contact each other. However, in order to accurately obtain the tip position of the electrode tip, it is necessary to abut the electrode tip at a low speed. Furthermore, the applied pressure when the electrode tip is brought into contact at a low speed is different from the applied pressure of the spot welding gun during actual production. For this reason, there exists a problem that the precision of the detected pressurizing force deviation falls.

また、溶接作業時における電極チップの摩耗や変形によって、電極チップ先端位置は変化する。このため、特許文献２において当接時における電極チップ先端位置を予め測定しておいたとしても、電極チップ先端位置がズレるという問題がある。   Further, the tip position of the electrode tip changes due to wear and deformation of the electrode tip during welding work. For this reason, even if the tip position of the electrode tip at the time of contact is measured in advance in Patent Document 2, the tip position of the electrode tip is displaced.

さらに、加圧力のバラツキは、スポット溶接ガンの機構部における静止摩擦が影響している。このため、特許文献３および特許文献４で測定されるサーボモータに流れる電流からでは、静止摩擦の影響を把握できない。このため、特許文献３および特許文献４で補正された加圧力は、静止摩擦の影響を考慮していない可能性がある。   Further, the variation in the applied pressure is affected by static friction in the mechanism of the spot welding gun. For this reason, the influence of static friction cannot be grasped from the current flowing through the servomotor measured in Patent Document 3 and Patent Document 4. For this reason, the applied pressure corrected in Patent Document 3 and Patent Document 4 may not take into account the effect of static friction.

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、スポット溶接ガンのアームに変形または亀裂が生じたり、機構部の摩耗により摩擦が変化したりした場合に、スポット溶接ガンの異常を容易に推定することのできるスポット溶接システムを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and when a spot welding gun arm is deformed or cracked, or when friction changes due to wear of a mechanism portion, an abnormality of the spot welding gun is easily performed. It is an object of the present invention to provide a spot welding system that can be estimated.

前述した目的を達成するために１番目の発明によれば、サーボモータにより駆動される可動電極チップと該可動電極チップに対向する固定電極チップとの間で被溶接ワークを加圧して溶接を行うスポット溶接ガンを有するスポット溶接システムにおいて、前記サーボモータの回転位置を測定するエンコーダと、前記可動電極チップと前記固定電極チップとの間で前記被溶接ワークを加圧する、前記スポット溶接ガンの基準加圧力指令値および少なくとも一つの検出用加圧力指令値を作成する加圧指令値作成部と、前記基準加圧力指令値に基づいて前記サーボモータを駆動させたときの前記サーボモータの回転位置と、前記少なくとも一つの検出用加圧力指令値に基づいて前記サーボモータを駆動させたときの前記サーボモータの回転位置との間の回転位置偏差を、前記スポット溶接ガンにおける弾性変位量偏差として算出する弾性変位量偏差算出部と、前記スポット溶接ガンの加圧力を正常に発揮できるように調整された状態において前記弾性変位量偏差算出部により測定された弾性変位量偏差を基準変位量偏差として記憶する記憶部と、前記スポット溶接ガンの加圧力を再調整する必要がある状態において前記弾性変位量偏差算出部が前記基準加圧力指令値および前記少なくとも一つの検出用加圧力指令値に基づいて測定した弾性変位量偏差と、前記記憶部に記憶された基準変位量偏差との間の偏差が所定値よりも大きい場合に前記スポット溶接ガンに異常があると推定する推定部とを具備する、スポット溶接システムが提供される。
２番目の発明によれば、１番目の発明において、さらに、前記推定部が前記スポット溶接ガンに異常があると推定したときに、前記スポット溶接ガンの異常を外部に知らせる警告部を具備する。
３番目の発明によれば、１番目または２番目の発明において、さらに、前記弾性変位量偏差と前記基準変位量偏差との間の前記偏差を表示する表示部を具備する。
４番目の発明によれば、１番目から３番目のいずれかの発明において、さらに、前記弾性変位量偏差と前記基準変位量偏差との間の前記偏差を時間と一緒に時系列で記憶する記憶部を具備する。
５番目の発明によれば、４番目の発明において、さらに、前記弾性変位量偏差と前記基準変位量偏差との間の前記偏差を時間と一緒に時系列で表示する表示部を具備する。
６番目の発明によれば、１番目から５番目のいずれかの発明において、さらに、前記弾性変位量偏差と前記基準変位量偏差との間の前記偏差に前記スポット溶接ガンのバネ定数を乗算して、加圧力偏差を算出する加圧力偏差算出部を具備する。
７番目の発明によれば、６番目の発明において、さらに、前記加圧力偏差算出部により算出された加圧力偏差が第一偏差所定値より小さい場合には、前記加圧力偏差算出部により算出された加圧力偏差に基づいて、加圧動作時における前記サーボモータへのトルク指令値または加圧動作時における前記サーボモータの回転位置指令値を補正する加圧力偏差補正部を具備する。
８番目の発明によれば、７番目の発明において、前記加圧力偏差算出部により算出された加圧力偏差が第一偏差所定値以上であった場合には、前記加圧力偏差補正部による補正処理を行わないようにした。
９番目の発明によれば、８番目の発明において、さらに、前記加圧力偏差算出部により算出された加圧力偏差が第二偏差所定値以上であった場合に、前記スポット溶接ガンの異常を外部に知らせる警告部を具備する。
１０番目の発明によれば、６番目から９番目のいずれかの発明において、さらに、前記加圧力偏差を表示する表示部を具備する。
１１番目の発明によれば、６番目から１０番目のいずれかの発明において、さらに、前記加圧力偏差を時間と一緒に時系列で記憶する記憶部を具備する。
１２番目の発明によれば、１１番目の発明において、前記加圧力偏差を時間と一緒に時系列で表示する表示部を具備する。 In order to achieve the above-described object, according to the first invention, welding is performed by pressing a work to be welded between a movable electrode chip driven by a servo motor and a fixed electrode chip facing the movable electrode chip. In a spot welding system having a spot welding gun, a reference addition of the spot welding gun that pressurizes the workpiece to be welded between an encoder that measures the rotational position of the servo motor and the movable electrode tip and the fixed electrode tip. A pressure command value and a pressure command value creating unit that creates at least one detection pressure command value, and a rotational position of the servo motor when the servo motor is driven based on the reference pressure command value; A rotational position of the servo motor when the servo motor is driven based on the at least one detection pressure command value. An elastic displacement amount deviation calculation unit for calculating the rotational position deviation of the spot welding gun as an elastic displacement amount deviation in the spot welding gun, and the elastic displacement amount deviation in a state adjusted so that the applied pressure of the spot welding gun can be normally exhibited. A storage unit for storing the elastic displacement deviation measured by the calculation unit as a reference displacement deviation, and the elastic displacement deviation calculator in the state where the pressure of the spot welding gun needs to be readjusted The spot when the deviation between the elastic displacement deviation measured based on the command value and the at least one detection pressure command value and the reference displacement deviation stored in the storage unit is larger than a predetermined value. A spot welding system is provided that includes an estimation unit that estimates that there is an abnormality in the welding gun.
According to a second aspect, in the first aspect, the information processing apparatus further includes a warning unit that notifies the outside of the abnormality of the spot welding gun when the estimation unit estimates that the spot welding gun is abnormal.
According to a third aspect, in the first or second aspect, the display device further includes a display unit that displays the deviation between the elastic displacement amount deviation and the reference displacement amount deviation.
According to a fourth invention, in any one of the first to third inventions, the memory between the elastic displacement deviation and the reference displacement deviation is stored in time series together with time. Part.
According to a fifth aspect, in the fourth aspect, the electronic apparatus further includes a display unit that displays the deviation between the elastic displacement amount deviation and the reference displacement amount deviation in time series along with time.
According to a sixth invention, in any one of the first to fifth inventions, the deviation between the elastic displacement deviation and the reference displacement deviation is multiplied by a spring constant of the spot welding gun. And a pressure deviation calculating unit for calculating the pressure deviation.
According to a seventh aspect, in the sixth aspect, when the pressure deviation calculated by the pressure deviation calculator is smaller than a first deviation predetermined value, the pressure deviation calculator calculates the pressure deviation. A pressurization deviation correction unit that corrects a torque command value to the servomotor during the pressurizing operation or a rotational position command value of the servomotor during the pressurization operation based on the applied pressure deviation.
According to the eighth invention, in the seventh invention, when the applied pressure deviation calculated by the applied pressure deviation calculating unit is equal to or greater than a first deviation predetermined value, a correction process by the applied pressure deviation correcting unit. Was not done.
According to a ninth invention, in the eighth invention, when the pressure deviation calculated by the pressure deviation calculator is equal to or greater than a second deviation predetermined value, an abnormality of the spot welding gun is externally detected. A warning section for informing is provided.
According to a tenth aspect of the invention, in any of the sixth to ninth aspects of the invention, the display device further includes a display portion for displaying the pressure deviation.
According to an eleventh invention, in any one of the sixth to tenth inventions, the eleventh invention further includes a storage unit for storing the pressurizing force deviation in time series together with time.
According to a twelfth aspect, in the eleventh aspect, there is provided a display unit for displaying the pressure deviation in time series along with time.

１番目の発明においては、サーボモータの回転位置のみに基づいてスポット溶接ガンに異常があるか否かを推定している。従って、スポット溶接ガンのアームに過度の変形や亀裂が発生した場合および機構部の摩擦が変化した場合に、スポット溶接ガンの異常を容易に推定することができる。また、操作者が定期的にスポット溶接ガンの状態を目視で確認する作業を排除したり、目視検査で判断できない微少な異常を把握することもできる。さらに、加圧時のスポット溶接ガンのサーボモータ回転位置をエンコーダから測定するだけで足りるので、測定のために必要な機器を追加する必要が無く、設備コストの増加を抑えることもできる。
２番目および９番目の発明によれば、スポット溶接ガンの異常を外部に知らせる警告を出力することで、警告を知った操作者が溶接作業を停止させ、溶接不良が発生するのを事前に防止できる。
３番目から５番目および１０番目から１２番目の発明によれば、現在のスポット溶接ガンのアームに発生した亀裂の度合いや加圧力偏差と、その時間に伴う変化傾向を操作者が認識することができる。
６番目の発明によれば、機構部の摩耗で摩擦が変化した際に、それに伴って生じる加圧力偏差を自動で精度よく検出することができる。圧力センサを用いて加圧力を測定する作業を省略し、加圧力の再調整に必要な作業工数を軽減できる。さらに、加圧時のスポット溶接ガンのサーボモータ回転位置をエンコーダから測定して加圧力偏差を検出するので、加圧力測定のために必要な機器を追加する必要が無く、設備コストの増加を抑える事ができる。
７番目の発明によれば、検出した加圧力偏差に基づいてサーボモータへのトルク指令値やサーボモータの回転位置指令を補正し、それにより、所望の加圧力を達成して溶接品質を改善することができる。
８番目の発明によれば、加圧力偏差の補正を行わないことにより、異常な補正による溶接不良が発生するのを事前に防止できる。 In the first invention, it is estimated whether or not there is an abnormality in the spot welding gun based only on the rotational position of the servo motor. Therefore, when an excessive deformation or crack occurs in the arm of the spot welding gun or when the friction of the mechanism changes, it is possible to easily estimate the abnormality of the spot welding gun. In addition, it is possible to eliminate an operation in which the operator periodically visually checks the state of the spot welding gun, or to grasp a minute abnormality that cannot be determined by visual inspection. Furthermore, since it is only necessary to measure the servo motor rotation position of the spot welding gun at the time of pressurization from the encoder, it is not necessary to add equipment necessary for the measurement, and an increase in equipment cost can be suppressed.
According to the second and ninth inventions, by outputting a warning notifying the outside of the spot welding gun abnormality, an operator who knows the warning stops the welding work and prevents a welding failure from occurring in advance. it can.
According to the third to fifth and the tenth to twelfth inventions, the operator can recognize the degree of cracks and pressure deviation that have occurred in the arm of the current spot welding gun and the changing tendency with the time. it can.
According to the sixth aspect of the present invention, when the friction changes due to wear of the mechanism portion, it is possible to automatically and accurately detect the pressurization deviation that accompanies it. The work of measuring the applied pressure using the pressure sensor can be omitted, and the number of work steps required for readjustment of the applied pressure can be reduced. Furthermore, since the servomotor rotation position of the spot welding gun during pressurization is measured from the encoder to detect the applied pressure deviation, it is not necessary to add equipment necessary for measuring the applied pressure, thereby suppressing an increase in equipment costs. I can do things.
According to the seventh aspect of the invention, the torque command value to the servo motor and the rotational position command of the servo motor are corrected based on the detected pressure deviation, thereby achieving the desired pressure and improving the welding quality. be able to.
According to the eighth aspect of the invention, it is possible to prevent the occurrence of defective welding due to abnormal correction in advance by not correcting the pressure deviation.

本発明に基づくスポット溶接システムの略図である。1 is a schematic diagram of a spot welding system according to the present invention. 他のスポット溶接システムの略図である。2 is a schematic view of another spot welding system. 本発明に基づくスポット溶接システムの動作を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining operation | movement of the spot welding system based on this invention. 弾性変位量偏差を求めるためのフローチャートである。It is a flowchart for calculating | requiring an elastic displacement amount deviation. 加圧力指令値と回転位置との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between a pressurization command value and a rotation position. 偏差とアームの亀裂の進行度合いとの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between a deviation and the progress degree of the crack of an arm. 本発明に基づくスポット溶接システムの追加の動作を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the additional operation | movement of the spot welding system based on this invention. 加圧力指令値と回転位置との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between a pressurization command value and a rotation position.

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下の図面において同様の部材には同様の参照符号が付けられている。理解を容易にするために、これら図面は縮尺を適宜変更している。
図１は本発明に基づくスポット溶接システムの略図である。スポット溶接システム１は、多関節ロボット１５と、スポット溶接ガン２０と、ロボット制御装置１０とを主に含んでいる。図１においては、スポット溶接ガン２０を先端に備えた多関節ロボット１５が示されている。スポット溶接ガン２０は、ガン軸に取付けられた可動電極チップ２２と、これに対向して配置された固定電極チップ２１とを含んでいる。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. In the following drawings, the same members are denoted by the same reference numerals. In order to facilitate understanding, the scales of these drawings are appropriately changed.
FIG. 1 is a schematic diagram of a spot welding system according to the present invention. The spot welding system 1 mainly includes an articulated robot 15, a spot welding gun 20, and a robot control device 10. In FIG. 1, an articulated robot 15 having a spot welding gun 20 at its tip is shown. The spot welding gun 20 includes a movable electrode tip 22 attached to the gun shaft, and a fixed electrode tip 21 disposed opposite thereto.

図１から分かるように、固定電極チップ２１は、スポット溶接ガン２０の本体から湾曲して延びる金属製のアーム２７の先端に取付けられている。また、可動電極チップ２２にはサーボモータ２５が接続されている。サーボモータ２５を駆動することにより、可動電極チップ２２は、ガン軸（図示しない）に沿って固定電極チップ２１に向かって前進すると共に固定電極チップ２１から後退する。   As can be seen from FIG. 1, the fixed electrode tip 21 is attached to the tip of a metal arm 27 that curves and extends from the main body of the spot welding gun 20. A servo motor 25 is connected to the movable electrode chip 22. By driving the servo motor 25, the movable electrode tip 22 advances toward the fixed electrode tip 21 along the gun axis (not shown) and retracts from the fixed electrode tip 21.

また、サーボモータ２５にはエンコーダ２６が取付けられている。このエンコーダ２６はサーボモータ２５の回転位置を検出してロボット制御装置１０に供給する。ロボット制御装置１０は、多関節ロボット１５のサーボモータ（図示しない）のそれぞれを制御する。また、ロボット制御装置１０は、トルク指令をサーボモータ２５に入力してスポット溶接ガン２０を制御する。   An encoder 26 is attached to the servo motor 25. The encoder 26 detects the rotational position of the servo motor 25 and supplies it to the robot controller 10. The robot control device 10 controls each servo motor (not shown) of the articulated robot 15. Further, the robot control device 10 inputs a torque command to the servo motor 25 and controls the spot welding gun 20.

多関節ロボット１５を動作させることにより、スポット溶接ガン２０を所望の位置まで移動させる。つまり、多関節ロボット１５は、固定電極チップ２１の先端を所望の位置に位置決めする役目を果たす。次いで、スポット溶接ガン２０は、可動電極チップ２２をガン軸に沿って移動させて被溶接ワーク（図示しない）を固定電極チップ２１と可動電極チップ２２との間に挟んで加圧する。その状態で固定電極チップ２１および可動電極チップ２２を通電することによりスポット溶接が行われる。   By operating the multi-joint robot 15, the spot welding gun 20 is moved to a desired position. That is, the articulated robot 15 serves to position the tip of the fixed electrode chip 21 at a desired position. Next, the spot welding gun 20 moves the movable electrode tip 22 along the gun axis and presses the work piece (not shown) between the fixed electrode tip 21 and the movable electrode tip 22. In this state, spot welding is performed by energizing the fixed electrode tip 21 and the movable electrode tip 22.

図１に示されるように、ロボット制御装置１０はデジタルコンピュータであり、固定電極チップ２１と可動電極チップ２２との間で被溶接ワークを加圧するスポット溶接ガン２０の基準加圧力指令値および少なくとも一つの検出用加圧力指令値を作成する加圧指令値作成部３１を含んでいる。   As shown in FIG. 1, the robot control apparatus 10 is a digital computer, and at least one reference pressure command value and at least one of a spot welding gun 20 that pressurizes a workpiece to be welded between a fixed electrode tip 21 and a movable electrode tip 22. A pressurization command value creating unit 31 for creating two detection pressure command values is included.

さらに、ロボット制御装置１０は、基準加圧力指令値に基づいてサーボモータ２５を駆動させたときのサーボモータ２５の回転位置と、少なくとも一つの検出用加圧力指令値に基づいてサーボモータ２５を駆動させたときのサーボモータ２５の回転位置との間の回転位置偏差を、スポット溶接ガン２０における弾性変位量偏差として算出する弾性変位量偏差算出部３２を含んでいる。   Further, the robot controller 10 drives the servo motor 25 based on the rotational position of the servo motor 25 when the servo motor 25 is driven based on the reference pressure command value and at least one pressure command value for detection. An elastic displacement amount deviation calculating unit 32 is included that calculates a rotational position deviation between the rotational position of the servo motor 25 and the position of the servomotor 25 as an elastic displacement amount deviation in the spot welding gun 20.

また、ロボット制御装置１０は、スポット溶接ガン２０の加圧力を正常に発揮できるように調整された状態において弾性変位量偏差算出部３２により測定された弾性変位量偏差を基準変位量偏差として記憶する記憶部３３を含んでいる。この記憶部３３は、各種プログラムおよびデータも記憶する。   Further, the robot control device 10 stores the elastic displacement amount deviation measured by the elastic displacement amount deviation calculating unit 32 in a state adjusted so that the applied pressure of the spot welding gun 20 can be normally exhibited as a reference displacement amount deviation. A storage unit 33 is included. The storage unit 33 also stores various programs and data.

さらに、ロボット制御装置１０は、スポット溶接ガン２０の加圧力を再調整する必要がある状態において弾性変位量偏差算出部３２が基準加圧力指令値および少なくとも一つの検出用加圧力指令値に基づいて測定した弾性変位量偏差と、記憶部３３に記憶された基準変位量偏差との間の偏差が所定値よりも大きい場合に前記スポット溶接ガンに異常があると推定する推定部３４を含んでいる。   Further, in the robot control apparatus 10, the elastic displacement amount deviation calculation unit 32 is based on the reference pressure command value and at least one pressure command value for detection in a state where the pressure force of the spot welding gun 20 needs to be readjusted. An estimation unit is included that estimates that the spot welding gun is abnormal when the deviation between the measured elastic displacement deviation and the reference displacement deviation stored in the storage unit 33 is larger than a predetermined value. .

さらに、ロボット制御装置１０は、記弾性変位量偏差と基準変位量偏差との間の偏差にスポット溶接ガン２０のバネ定数を乗算して、加圧力偏差を算出する加圧力偏差算出部３５を含んでいる。さらに、ロボット制御装置１０は、加圧力偏差算出部３５により算出された加圧力偏差に基づいて、加圧動作時におけるサーボモータ２５へのトルク指令値または加圧動作時におけるサーボモータ２５の回転位置指令値を補正する加圧力偏差補正部３６を含んでいる。   Further, the robot control device 10 includes a pressure deviation calculation unit 35 that calculates a pressure deviation by multiplying the deviation between the elastic displacement deviation and the reference displacement deviation by the spring constant of the spot welding gun 20. It is out. Furthermore, the robot controller 10 determines the torque command value to the servomotor 25 during the pressurizing operation or the rotational position of the servomotor 25 during the pressurizing operation based on the pressurizing deviation calculated by the pressurizing deviation calculating unit 35. A pressing force deviation correction unit 36 that corrects the command value is included.

さらに、教示操作盤５１がロボット制御装置１０に接続されている。操作者は、教示操作盤５１の表示部５１ａに、ロボット制御装置１０からの各種情報を表示させられ、これらを閲覧できる。また、教示操作盤５１の入力部５１ｂ（キーボード）によりロボット制御装置１０の各種の操作および設定を行うことができる。   Further, a teaching operation panel 51 is connected to the robot control device 10. The operator can display various information from the robot control device 10 on the display unit 51a of the teaching operation panel 51, and can browse them. Further, various operations and settings of the robot control apparatus 10 can be performed by the input unit 51b (keyboard) of the teaching operation panel 51.

さらに、ロボット制御装置１０に接続された周辺機器５２は、ロボット制御装置１０と通信して、所定の専用処理、例えば停止処理を行うよう設定されている。例えば、周辺機器５２がライン制御盤である場合には、複数のロボット制御装置を管理する。   Furthermore, the peripheral device 52 connected to the robot control device 10 is set to perform predetermined dedicated processing, for example, stop processing, by communicating with the robot control device 10. For example, when the peripheral device 52 is a line control panel, a plurality of robot control devices are managed.

図２は他のスポット溶接システムの略図である。図２に示されるスポット溶接システム１’おいては、スポット溶接ガン２０は固定台１７に固定されている。そして、多関節ロボット１５のアームの先端には、ハンドピース１６が備えられている。   FIG. 2 is a schematic diagram of another spot welding system. In the spot welding system 1 ′ shown in FIG. 2, the spot welding gun 20 is fixed to the fixed base 17. A handpiece 16 is provided at the tip of the arm of the articulated robot 15.

多関節ロボット１５はハンドピース１６により被溶接ワーク（図示しない）を把持し、固定電極チップ２１と可動電極チップ２２との間に被溶接ワークを位置決めする。次いで、スポット溶接ガン２０は、可動電極チップ２２をガン軸に沿って移動させて被溶接ワークを固定電極チップ２１と可動電極チップ２２との間に挟んで加圧する。その状態で固定電極チップ２１および可動電極チップ２２を通電することによりスポット溶接が行われる。また、図２に示されるロボット制御装置１０は前述したのと同様であるので、再度の説明を省略する。以下においては、図１に示されるスポット溶接システム１について説明する。しかしながら、図２に示されるスポット溶接システム１’も概ね同様である。   The articulated robot 15 grips a workpiece to be welded (not shown) with the handpiece 16 and positions the workpiece to be welded between the fixed electrode tip 21 and the movable electrode tip 22. Next, the spot welding gun 20 moves the movable electrode tip 22 along the gun axis and presses the workpiece to be welded between the fixed electrode tip 21 and the movable electrode tip 22. In this state, spot welding is performed by energizing the fixed electrode tip 21 and the movable electrode tip 22. Moreover, since the robot control apparatus 10 shown in FIG. 2 is the same as that described above, the description thereof will be omitted. Below, the spot welding system 1 shown by FIG. 1 is demonstrated. However, the spot welding system 1 'shown in FIG.

図３は本発明に基づくスポット溶接システムの動作を説明するフローチャートである。図３のステップＳ１１において、スポット溶接ガン２０のトルク−加圧力換算テーブルを作成する。   FIG. 3 is a flowchart for explaining the operation of the spot welding system according to the present invention. In step S11 of FIG. 3, a torque-pressurizing force conversion table for the spot welding gun 20 is created.

具体的には、複数のトルク指令Ｔ１、Ｔ２、…に基づいて固定電極チップ２１と可動電極チップ２２との間で加圧動作を行う。そして、そのときの実際の圧力を圧力センサ（図示しない）で測定する。これら測定結果に基づいて、トルクと加圧力との間の関係を表すトルク−加圧力換算テーブルを作成する。なお、トルク−加圧力換算テーブルが予め作成されている場合には、ステップＳ１１を省略してもよい。   Specifically, a pressurizing operation is performed between the fixed electrode tip 21 and the movable electrode tip 22 based on a plurality of torque commands T1, T2,. Then, the actual pressure at that time is measured by a pressure sensor (not shown). Based on these measurement results, a torque-pressurizing force conversion table representing the relationship between torque and pressurizing force is created. In addition, when the torque-pressurizing force conversion table is created in advance, step S11 may be omitted.

次いで、ステップＳ１２において、初期設定プログラムを実行する。初期設定プログラムは、スポット溶接ガン２０がその加圧力を正常に発揮できるように調整された状態において実行されるものとする。その後、ステップＳ１３において、弾性変位量偏差算出部３２が弾性変位量偏差を測定する。図４は弾性変位量偏差を求めるためのフローチャートである。以下、図４を参照して、弾性変位量偏差の算出手法を説明する。   Next, in step S12, an initial setting program is executed. It is assumed that the initial setting program is executed in a state in which the spot welding gun 20 is adjusted so that the applied pressure can be normally exhibited. Thereafter, in step S13, the elastic displacement amount deviation calculating unit 32 measures the elastic displacement amount deviation. FIG. 4 is a flowchart for obtaining the elastic displacement amount deviation. Hereinafter, with reference to FIG. 4, a method of calculating the elastic displacement amount deviation will be described.

はじめに、加圧指令値作成部３１が基準加圧力指令値ｆ０と、少なくとも一つの検出用加圧力指令値ｆ１、ｆ２、ｆ３を作成する。図面を参照して説明する実施形態においては、ｆ０＜ｆ１＜ｆ２＜ｆ３の関係があるが、加圧力指令値ｆ０、ｆ１、ｆ２、ｆ３が他の関係を有していてもよい。   First, the pressurization command value creation unit 31 creates a reference pressurization command value f0 and at least one detection pressurization command value f1, f2, and f3. In the embodiment described with reference to the drawings, there is a relationship of f0 <f1 <f2 <f3, but the pressure command values f0, f1, f2, and f3 may have other relationships.

そして、図４のステップＳ５１においては、加圧指令値作成部３１により作成された基準加圧力指令値ｆ０に基づいて、可動電極チップ２２と固定電極チップ２１との間で被溶接ワーク（図示しない）を加圧する。そして、ステップＳ５２において、サーボモータ２５に流れるモータ電流が基準加圧力指令値ｆ０に到達したか否かを判定する。   And in step S51 of FIG. 4, based on the reference | standard pressurization command value f0 created by the pressurization command value creation part 31, between the movable electrode tip 22 and the fixed electrode tip 21, a workpiece to be welded (not shown). ). In step S52, it is determined whether or not the motor current flowing through the servomotor 25 has reached the reference pressure command value f0.

モータ電流が基準加圧力指令値ｆ０に到達した場合には、エンコーダ２６によりサーボモータ２５の回転位置ｘ０を測定する（ステップＳ５３）。この回転位置ｘ０は弾性変位量として記憶部３３に記憶される。なお、ステップＳ５２において、モータ電流が基準加圧力指令値ｆ０に到達していないと判定された場合には、モータ電流が基準加圧力指令値ｆ０に到達するまでステップＳ５２の判定処理を繰返す。   When the motor current reaches the reference pressure command value f0, the rotation position x0 of the servo motor 25 is measured by the encoder 26 (step S53). The rotational position x0 is stored in the storage unit 33 as an elastic displacement amount. When it is determined in step S52 that the motor current has not reached the reference pressure command value f0, the determination process in step S52 is repeated until the motor current reaches the reference pressure command value f0.

そして、ステップＳ５４において、検出用加圧力指令値、例えば検出用加圧力指令値ｆ１に基づいて、可動電極チップ２２と固定電極チップ２１との間で被溶接ワーク（図示しない）を加圧する。そして、ステップＳ５５において、サーボモータ２５に流れるモータ電流が検出用加圧力指令値ｆ１に到達したか否かを判定する。   In step S54, the work to be welded (not shown) is pressurized between the movable electrode tip 22 and the fixed electrode tip 21 based on the detection pressure command value, for example, the detection pressure command value f1. In step S55, it is determined whether or not the motor current flowing through the servomotor 25 has reached the detection pressure command value f1.

モータ電流が検出用加圧力指令値ｆ１に到達した場合には、エンコーダ２６によりサーボモータ２５の回転位置ｘ１を測定する（ステップＳ５６）。この回転位置ｘ１は弾性変位量として記憶部３３に記憶される。なお、ステップＳ５５において、モータ電流が検出用加圧力指令値ｆ１に到達していないと判定された場合には、モータ電流が検出用加圧力指令値ｆ１に到達するまでステップＳ５５の判定処理を繰返す。   When the motor current reaches the detection pressure command value f1, the rotation position x1 of the servo motor 25 is measured by the encoder 26 (step S56). The rotational position x1 is stored in the storage unit 33 as an elastic displacement amount. If it is determined in step S55 that the motor current has not reached the detection pressure command value f1, the determination process in step S55 is repeated until the motor current reaches the detection pressure command value f1. .

その後、ステップＳ５７において、他の検出用加圧力指令値ｆ２、ｆ３でも同様な処理を行う必要があるか否かを判定する。他の検出用加圧力指令値ｆ２、ｆ３についても、サーボモータ２５の回転位置ｘ２、ｘ３がそれぞれ測定されている場合には、ステップＳ５８に進む。そして、ステップＳ５８においては、弾性変位量偏差算出部３２が弾性変位量の偏差を算出する。   Thereafter, in step S57, it is determined whether it is necessary to perform the same processing for the other detection pressure command values f2 and f3. If the rotational positions x2 and x3 of the servo motor 25 are measured for the other detection pressure command values f2 and f3, the process proceeds to step S58. In step S58, the elastic displacement amount deviation calculating unit 32 calculates the elastic displacement amount deviation.

ここで、図５は加圧力指令値と回転位置との関係を示す図である。図５の横軸は加圧力指令値を表しており、縦軸は回転位置を表している。図５から分かるように、加圧力指令値が大きいほど、回転位置も大きくなるのが分かる。   Here, FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the pressure command value and the rotational position. The horizontal axis in FIG. 5 represents the pressure command value, and the vertical axis represents the rotational position. As can be seen from FIG. 5, it can be seen that the greater the pressure command value, the greater the rotational position.

弾性変位量偏差算出部３２は、基準加圧力指令値ｆ０に対応する回転位置ｘ０と、各加圧力指令値ｆ１、ｆ２、ｆ３に対応する回転位置ｘ１、ｘ２、ｘ３との間の偏差をそれぞれ算出する。つまり、図５から分かるように、弾性変位量偏差算出部３２は弾性変位量偏差ｄ１（＝ｘ１−ｘ０）、ｄ２（＝ｘ２−ｘ０）、ｄ３（＝ｘ３−ｘ０）を算出する。   The elastic displacement deviation calculator 32 calculates the deviation between the rotational position x0 corresponding to the reference pressure command value f0 and the rotational positions x1, x2, x3 corresponding to the pressure command values f1, f2, f3, respectively. calculate. That is, as can be seen from FIG. 5, the elastic displacement amount deviation calculation unit 32 calculates elastic displacement amount deviations d1 (= x1-x0), d2 (= x2-x0), and d3 (= x3-x0).

なお、図４においては、一つの加圧力指令値、例えば基準加圧力指令値ｆ０について複数回にわたって加圧動作を行い、複数の回転位置ｘ０の平均値を正式な回転位置ｘ０として採用してもよい。そのような場合には、弾性変位量の分散を小さくすることができる。   In FIG. 4, even if one pressurization command value, for example, the reference pressurization command value f0, is pressurized a plurality of times, an average value of the plurality of rotational positions x0 is adopted as the formal rotational position x0. Good. In such a case, the dispersion of the elastic displacement amount can be reduced.

また、ステップＳ５２、５５においては、モータ電流が加圧力指令値に到達したときに、サーボモータ２５の回転位置を測定するようにしている。しかしながら、サーボモータ２５の回転位置を所定時間毎に順次測定し、回転位置が変化しなくなったときに加圧力指令値に対応する加圧力が得られたと判断し、そのときの回転位置を採用してもよい。   In steps S52 and S55, the rotational position of the servo motor 25 is measured when the motor current reaches the pressure command value. However, the rotational position of the servo motor 25 is sequentially measured every predetermined time, and when the rotational position stops changing, it is determined that the applied pressure corresponding to the applied pressure command value is obtained, and the rotational position at that time is adopted. May be.

再び図３を参照すると、図３のステップＳ１３においては、これら弾性変位量偏差ｄ１、ｄ２、ｄ３をそれぞれ基準変位量偏差ｂ１、ｂ２、ｂ３として記憶部３３に記憶する。そして、ステップＳ１４においては、スポット溶接システム１を通常の動作プログラムに基づいて動作させ、被溶接ワーク（図示しない）を溶接する。   Referring again to FIG. 3, in step S13 of FIG. 3, these elastic displacement amount deviations d1, d2, and d3 are stored in the storage unit 33 as reference displacement amount deviations b1, b2, and b3, respectively. In step S14, the spot welding system 1 is operated based on a normal operation program to weld a workpiece (not shown) to be welded.

そして、スポット溶接ガン２０の加圧力を再調整する必要がある状態になると、ステップＳ１５に進む。ステップＳ１５においては、診断用プログラムを実行する。診断用プログラムは、初期設定プログラムと実質的に同様であってもよい。これにより、弾性変位量偏差算出部３２が弾性変位量偏差を前述したように再度算出する。次いで、ステップＳ１６において、ステップＳ１５で算出された弾性変位量偏差ｄ１’、ｄ２’、ｄ３’を現在変位量偏差ｎ１、ｎ２、ｎ３として記憶部３３に記憶する。   And when it will be in the state which needs to readjust the applied pressure of the spot welding gun 20, it will progress to step S15. In step S15, a diagnostic program is executed. The diagnostic program may be substantially the same as the initial setting program. Thereby, the elastic displacement amount deviation calculating unit 32 calculates the elastic displacement amount deviation again as described above. Next, in step S16, the elastic displacement amount deviations d1 ', d2', d3 'calculated in step S15 are stored in the storage unit 33 as current displacement amount deviations n1, n2, n3.

その後、ステップＳ１７においては、推定部３４は、現在変位量偏差ｎ１、ｎ２、ｎ３から基準変位量偏差ｂ１、ｂ２、ｂ３をそれぞれ減算して、偏差ｖ１（＝ｎ１−ｂ１）、ｖ２（＝ｎ２−ｂ２）、ｖ３（＝ｎ３−ｂ３）を新たに求める。そして、推定部３４は、これら偏差ｖ１…が第一所定値よりも大きいか否かを判定する。第一所定値は実験等により予め求められた値であり、記憶部３３に記憶されているものとする。なお、後述する他の所定値も同様である。   Thereafter, in step S17, the estimation unit 34 subtracts the reference displacement amount deviations b1, b2, and b3 from the current displacement amount deviations n1, n2, and n3, respectively, to obtain the deviations v1 (= n1−b1), v2 (= n2). -B2) and v3 (= n3-b3) are newly obtained. And the estimation part 34 determines whether these deviations v1 ... are larger than a 1st predetermined value. The first predetermined value is a value obtained in advance by experiments or the like, and is stored in the storage unit 33. The same applies to other predetermined values described later.

ここで、図６は偏差ｖとアーム２７の亀裂の進行度合いとの関係を示す図である。図６において横軸は偏差ｖ１…を表すと共に、縦軸はアーム２７に形成された亀裂の進行度合いを表している。図６に示されるように、偏差ｖが大きいほど、アーム２７の亀裂は進行している。   Here, FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the deviation v and the progress of cracks in the arm 27. In FIG. 6, the horizontal axis represents the deviation v1... And the vertical axis represents the progress of the crack formed in the arm 27. As shown in FIG. 6, the crack of the arm 27 progresses as the deviation v increases.

従って、図３のステップＳ１７において偏差ｖ１…が第一所定値よりも大きい場合には、ステップＳ１８においてスポット溶接ガン２０に異常があると判断する。言い換えれば、ステップＳ１８においては、スポット溶接ガン２０のアーム２７に亀裂または塑性変形が生じているものと判断する。なお、偏差ｖ１、ｖ２、ｖ３のうちの少なくとも一つが第一所定値よりも大きい場合にスポット溶接ガン２０に異常があると判断してもよく、また、偏差ｖ１、ｖ２、ｖ３のうちの全てが第一所定値よりも大きい場合にスポット溶接ガン２０に異常があると判断してもよい。   Therefore, if the deviation v1... Is larger than the first predetermined value in step S17 of FIG. 3, it is determined in step S18 that the spot welding gun 20 is abnormal. In other words, in step S18, it is determined that the arm 27 of the spot welding gun 20 is cracked or plastically deformed. In addition, when at least one of the deviations v1, v2, and v3 is larger than the first predetermined value, it may be determined that the spot welding gun 20 is abnormal, and all of the deviations v1, v2, and v3 are determined. It may be determined that there is an abnormality in the spot welding gun 20 when is greater than the first predetermined value.

また、ステップＳ１８において異常があると判断された場合には、教示操作盤５１の表示部５１ａを通じて操作者に警告を出すのが好ましい。このような場合には、操作者はスポット溶接システム１を停止させ、スポット溶接ガン２０の部品、例えばアーム２７を交換するなどの処置を行う。あるいは、周辺機器５２を通じて、スポット溶接システム１を停止させることも可能である。従って、溶接不良が発生するのを事前に防止できる。   If it is determined in step S18 that there is an abnormality, it is preferable to warn the operator through the display unit 51a of the teaching operation panel 51. In such a case, the operator stops the spot welding system 1 and performs a procedure such as exchanging parts of the spot welding gun 20, for example, the arm 27. Alternatively, the spot welding system 1 can be stopped through the peripheral device 52. Therefore, it is possible to prevent the occurrence of poor welding in advance.

そして、ステップＳ１９に進み、偏差ｖ１、ｖ２、ｖ３を時間と一緒に記憶部３３に記憶する。また、ステップＳ１９においては、操作者は、記憶された偏差ｖ１…および過去の偏差ｖ１’…を教示操作盤５１に順番にまたは一度に表示させる。このため、偏差ｖ１…および過去の偏差ｖ１’…の間の差が後述する第二所定値を早期に越えることが予測される場合には、操作者はスポット溶接ガン２０の部品、例えばアーム２７を早期に交換する。これにより、スポット溶接システム１における溶接品質が低下するのを事前に防ぐと共に、スポット溶接システム１が突然に停止するのを回避することができる。   In step S19, the deviations v1, v2, and v3 are stored in the storage unit 33 together with the time. In step S19, the operator causes the teaching operation panel 51 to display the stored deviations v1... And past deviations v1 ′. For this reason, when it is predicted that the difference between the deviations v1... And the past deviations v1 ′... Replace early. Thereby, while preventing the welding quality in the spot welding system 1 from falling beforehand, it can avoid that the spot welding system 1 stops suddenly.

そして、ステップＳ２０においては、これら偏差ｖ１、ｖ２、ｖ３と、記憶部３３に記憶された過去の偏差ｖ１’、ｖ２’、ｖ３’とを比較する。これら偏差ｖ１、ｖ２、ｖ３と過去の偏差ｖ１’、ｖ２’、ｖ３’との間の差が第二所定値よりも大きい場合には、異常があると判断し、操作者に対して同様に警告表示することができる（ステップＳ２１）。   In step S20, the deviations v1, v2, and v3 are compared with past deviations v1 ', v2', and v3 'stored in the storage unit 33. If the difference between these deviations v1, v2, v3 and the previous deviations v1 ′, v2 ′, v3 ′ is greater than the second predetermined value, it is determined that there is an abnormality and the operator is similarly treated. A warning can be displayed (step S21).

ところで、図７は本発明に基づくスポット溶接システムの追加の動作を説明するフローチャートである。図７に示される追加の動作は、図３に示されるフローチャートに続いて実行するようにしてもよい。   FIG. 7 is a flowchart for explaining the additional operation of the spot welding system according to the present invention. The additional operation shown in FIG. 7 may be executed following the flowchart shown in FIG.

図７のステップＳ２２においては、スポット溶接ガン２０のバネ定数を算出する。バネ定数は、基準変位量偏差を算出する際に用いた複数の加圧力指令値と複数の回転位置との間の関係から公知の手法で求めることができる。言い換えれば、バネ定数は図５に示される直線の傾きに相当する。   In step S22 of FIG. 7, the spring constant of the spot welding gun 20 is calculated. The spring constant can be obtained by a known method from the relationship between the plurality of pressure command values used when calculating the reference displacement amount deviation and the plurality of rotational positions. In other words, the spring constant corresponds to the slope of the straight line shown in FIG.

次いで、ステップＳ２３においては、加圧力偏差算出部３５は、ステップＳ２２で求めたバネ定数ＫにステップＳ１７で求めた偏差ｖ１、ｖ２、ｖ３をそれぞれ乗算して、加圧力偏差Ａ１（＝Ｋ×ｖ１）、Ａ２（＝Ｋ×ｖ２）、Ａ３（＝Ｋ×ｖ３）を算出する。本発明では、機構部の摩耗で摩擦が変化した際に、それに伴って生じる加圧力偏差を加圧力偏差算出部３５が自動で精度よく算出することができる。   Next, in step S23, the pressing force deviation calculating unit 35 multiplies the spring constant K obtained in step S22 by the deviations v1, v2, and v3 obtained in step S17, respectively, and the pressing force deviation A1 (= K × v1). ), A2 (= K × v2), A3 (= K × v3). In the present invention, when the friction changes due to the wear of the mechanism portion, the pressure deviation calculation unit 35 can automatically and accurately calculate the pressure deviation generated therewith.

また、加圧力偏差算出部３５を用いる場合には、圧力センサを用いて加圧力を測定する作業を省略し、加圧力の再調整に必要な作業工数を軽減できる。また、本発明では、加圧時のスポット溶接ガン２０のサーボモータ２５の回転位置をエンコーダ２６から測定して加圧力偏差を検出するので、加圧力測定のために必要な機器、例えば圧力センサを追加する必要が無く、設備コストの増加を抑えることも可能である。   Moreover, when using the pressurization deviation calculation part 35, the operation | work which measures pressurization using a pressure sensor is abbreviate | omitted, and the man-hour required for readjustment of pressurization can be reduced. In the present invention, the rotation position of the servo motor 25 of the spot welding gun 20 at the time of pressurization is measured from the encoder 26 to detect the pressurizing force deviation, so that a device necessary for measuring the pressurizing force, such as a pressure sensor, is installed. There is no need to add, and it is also possible to suppress an increase in equipment cost.

ところで、図８は加圧力指令値と回転位置との関係を示す図である。図８においては横軸は加圧力指令値を表すと共に、縦軸は基準変位量偏差を表している。さらに、図８には、前述した偏差ｖ１、ｖ２が示されている。図８から分かるように、これら偏差ｖ１、ｖ２に対応する加圧力偏差Ａ１、Ａ２を線形補間で求めるようにしてもよい。図８には示さない加圧力偏差Ａ３も同様である。この場合には、バネ定数Ｋを算出することなしに、加圧力偏差Ａ１…を算出することができる。   FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the pressure command value and the rotational position. In FIG. 8, the horizontal axis represents the pressure command value, and the vertical axis represents the reference displacement amount deviation. Further, FIG. 8 shows the aforementioned deviations v1 and v2. As can be seen from FIG. 8, the pressurizing force deviations A1 and A2 corresponding to these deviations v1 and v2 may be obtained by linear interpolation. The same applies to the pressing force deviation A3 not shown in FIG. In this case, it is possible to calculate the pressing force deviations A1,... Without calculating the spring constant K.

再び図７を参照すると、ステップＳ２４において、加圧力偏差Ａ１…のそれぞれが第三所定値よりも大きいか否かを判定する。そして、加圧力偏差Ａ１…のそれぞれが第三所定値よりも大きくない場合には、ステップＳ２５に進んで、加圧力を補正する。すなわち、ステップＳ２５においては、サーボモータ２５へのトルク指令値を補正するか、またはサーボモータ２５の回転位置指令値を補正し、それにより、加圧力偏差Ａ１…がゼロになるようにする。これにより、所望の加圧力を達成して溶接品質を改善することができる。   Referring to FIG. 7 again, in step S24, it is determined whether or not each of the pressing force deviations A1,... Is larger than a third predetermined value. If each of the applied pressure deviations A1... Is not greater than the third predetermined value, the process proceeds to step S25, and the applied pressure is corrected. That is, in step S25, the torque command value to the servo motor 25 is corrected or the rotational position command value of the servo motor 25 is corrected, so that the applied pressure deviation A1. Thereby, desired welding pressure can be achieved and welding quality can be improved.

なお、加圧力偏差Ａ１…のそれぞれが第三所定値よりも大きい場合には、加圧力を補正することなしに、ステップＳ２６に進む。この場合には、加圧力偏差の補正を行わないことにより、異常な補正による溶接不良が発生するのを事前に防止することができる。   If each of the applied pressure deviations A1... Is greater than the third predetermined value, the process proceeds to step S26 without correcting the applied pressure. In this case, it is possible to prevent the occurrence of poor welding due to abnormal correction in advance by not correcting the pressure deviation.

そして、ステップＳ２６においては、加圧力偏差Ａ１…と第四所定値とを比較する。第四所定値は第三所定値よりも大きい値である。そして、加圧力偏差Ａ１が第四所定値よりも大きい場合には、教示操作盤５１の表示部５１ａを通じて操作者に警告を出力する（ステップＳ２７）。あるいは、周辺機器５２を通じて、スポット溶接システム１を停止させてもよい。   In step S26, the pressure difference A1... Is compared with the fourth predetermined value. The fourth predetermined value is larger than the third predetermined value. If the applied pressure deviation A1 is larger than the fourth predetermined value, a warning is output to the operator through the display unit 51a of the teaching operation panel 51 (step S27). Alternatively, the spot welding system 1 may be stopped through the peripheral device 52.

これに対し、加圧力偏差Ａ１が第四所定値よりも大きくない場合には、警告を出力することなしに、ステップＳ２８に進む。すなわち、本発明においては、加圧力偏差Ａ１…が第三所定値と第四所定値との間にある場合にのみ、加圧力が補正されず、また警告も出力されない。   On the other hand, if the applied pressure deviation A1 is not greater than the fourth predetermined value, the process proceeds to step S28 without outputting a warning. That is, in the present invention, the pressurizing force is not corrected and a warning is not output only when the pressurizing force deviation A1 is between the third predetermined value and the fourth predetermined value.

次いで、ステップＳ２８においては、加圧力偏差Ａ１…を教示操作盤５１の表示部５１ａに表示する。これにより、操作者は、示操作盤５１の表示部５１ａを通じて、加圧力偏差の値を確認することができる。そして、加圧力偏差が大きい場合には、操作者自身がスポット溶接システム１を停止させ、加圧力の再調整を行えばよい。   Next, in step S28, the pressure deviation A1... Is displayed on the display unit 51a of the teaching operation panel 51. As a result, the operator can check the value of the applied pressure deviation through the display unit 51 a of the display operation panel 51. When the applied pressure deviation is large, the operator himself / herself may stop the spot welding system 1 and readjust the applied pressure.

その後、ステップＳ２９においては、加圧力偏差Ａ１…を記憶部３３に時系列で記憶させる。そして、過去に記憶された複数の加圧力偏差を示操作盤５１の表示部５１ａに一緒に表示する（ステップＳ３０）。これにより、操作者は、急激に加圧力偏差が変化していることなどを把握することができる。また、加圧力偏差の変化量が所定値よりも大きい場合には教示操作盤５１の表示部５１ａに警告を出力してもよい。また、操作者は、早期に加圧力偏差が第四所定値を超えることが予想される場合は、早期に加圧力の再調整を行ってもよい。この場合には、溶接品質の低下を未然に防ぐことが可能である。   Thereafter, in step S29, the pressing force deviations A1,... Are stored in the storage unit 33 in time series. Then, the plurality of pressure deviations stored in the past are displayed together on the display unit 51a of the operation panel 51 (step S30). Thereby, the operator can grasp | ascertain that the pressurizing force deviation is changing rapidly. Further, when the change amount of the pressing force deviation is larger than a predetermined value, a warning may be output to the display unit 51a of the teaching operation panel 51. Further, the operator may readjust the pressurization at an early stage when the pressurization deviation is expected to exceed the fourth predetermined value at an early stage. In this case, it is possible to prevent a decrease in welding quality.

なお、所定の溶接作業が終了後にロボットが元位置に戻る間に、診断プログラムを実行してもよい。これにより、生産時間が増加することなく、スポット溶接ガン２０の亀裂診断や加圧力偏差の診断を行うことができる。   Note that the diagnostic program may be executed while the robot returns to the original position after the predetermined welding operation is completed. Thereby, the crack diagnosis of the spot welding gun 20 and the diagnosis of the applied pressure deviation can be performed without increasing the production time.

このように、本発明においては、サーボモータ２５の回転位置のみに基づいてスポット溶接ガン２０に異常があるか否か推定している。従って、スポット溶接ガン２０のアーム２７に過度の変形が発生した場合および機構部の摩擦が変化した場合に、スポット溶接ガン２０の異常を容易に推定することができる。さらに、本発明においては、加圧時間を必要とする従来技術と比較して、アーム２７に亀裂が生じたことを誤って検出することがない。   Thus, in the present invention, it is estimated whether or not the spot welding gun 20 is abnormal based only on the rotational position of the servo motor 25. Therefore, when excessive deformation occurs in the arm 27 of the spot welding gun 20 or when the friction of the mechanism portion changes, it is possible to easily estimate the abnormality of the spot welding gun 20. Furthermore, in the present invention, it is not erroneously detected that a crack has occurred in the arm 27 as compared with the prior art that requires a pressing time.

さらに、偏差ｖ１…を教示操作盤５１の表示部５１ａに表示できるので、操作者は、アーム２７の変形や亀裂の進行度合いを把握することができる。また、加圧力偏差も教示操作盤５１の表示部５１ａに表示できるので、操作者は機構部の摩擦が変化したことを把握することもできる。   Further, since the deviations v1... Can be displayed on the display unit 51a of the teaching operation panel 51, the operator can grasp the degree of progress of the deformation and crack of the arm 27. Further, since the pressure deviation can also be displayed on the display unit 51a of the teaching operation panel 51, the operator can grasp that the friction of the mechanism unit has changed.

また、本発明においては、弾性変位量偏差と基準変位量偏差との間の偏差に基づいて異常判定している。従って、摩耗や変形により電極チップの先端位置が変化している場合であっても、スポット溶接ガン２０の異常を高精度で診断することができる。   In the present invention, the abnormality is determined based on the deviation between the elastic displacement deviation and the reference displacement deviation. Therefore, even when the tip position of the electrode tip is changed due to wear or deformation, an abnormality of the spot welding gun 20 can be diagnosed with high accuracy.

さらに、操作者が定期的にスポット溶接ガン２０の状態を目視で確認する作業を排除したり、目視検査で判断できない微少な異常を把握することができる。さらに、加圧時のスポット溶接ガン２０のサーボモータ２５の回転位置をエンコーダ２６から測定するだけで足りるので、測定のために必要な機器を追加する必要が無く、設備コストの増加を抑えることも可能である。   Furthermore, it is possible to eliminate an operation in which the operator regularly visually confirms the state of the spot welding gun 20 or to grasp a minute abnormality that cannot be determined by visual inspection. Furthermore, since it is only necessary to measure the rotational position of the servo motor 25 of the spot welding gun 20 at the time of pressurization from the encoder 26, it is not necessary to add a device necessary for the measurement, and an increase in equipment cost can be suppressed. Is possible.

１、１’ スポット溶接システム
１０ ロボット制御装置
１５ 多関節ロボット
１６ ハンドピース
２０ スポット溶接ガン
２１ 固定電極チップ
２２ 可動電極チップ
２５ サーボモータ
２６ エンコーダ
２７ アーム
３１ 加圧指令値作成部
３２ 弾性変位量偏差算出部
３３ 記憶部
３４ 推定部
３５ 加圧力偏差算出部
３６ 加圧力偏差補正部
５１ 教示操作盤
５１ａ 表示部（警告部）
５１ｂ 入力部
５２ 周辺機器 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 1 'Spot welding system 10 Robot controller 15 Articulated robot 16 Handpiece 20 Spot welding gun 21 Fixed electrode tip 22 Movable electrode tip 25 Servo motor 26 Encoder 27 Arm 31 Pressurization command value preparation part 32 Elastic displacement amount deviation calculation Unit 33 Storage unit 34 Estimating unit 35 Pressure deviation calculating unit 36 Pressure deviation correcting unit 51 Teaching operation panel 51a Display unit (warning unit)
51b Input unit 52 Peripheral device

Claims (12)

サーボモータにより駆動される可動電極チップと該可動電極チップに対向する固定電極チップとの間で被溶接ワークを加圧して溶接を行うスポット溶接ガンを有するスポット溶接システムにおいて、
前記サーボモータの回転位置を測定するエンコーダと、
前記可動電極チップと前記固定電極チップとの間で前記被溶接ワークを加圧する、前記スポット溶接ガンの基準加圧力指令値および少なくとも一つの検出用加圧力指令値を作成する加圧指令値作成部と、
前記基準加圧力指令値に基づいて前記サーボモータを駆動させたときの前記サーボモータの回転位置と、前記少なくとも一つの検出用加圧力指令値に基づいて前記サーボモータを駆動させたときの前記サーボモータの回転位置との間の回転位置偏差を、前記スポット溶接ガンにおける弾性変位量偏差として算出する弾性変位量偏差算出部と、
前記スポット溶接ガンの加圧力を正常に発揮できるように調整された状態において前記弾性変位量偏差算出部により測定された弾性変位量偏差を基準変位量偏差として記憶する記憶部と、
前記スポット溶接ガンの加圧力を再調整する必要がある状態において前記弾性変位量偏差算出部が前記基準加圧力指令値および前記少なくとも一つの検出用加圧力指令値に基づいて測定した弾性変位量偏差と、前記記憶部に記憶された基準変位量偏差との間の偏差が所定値よりも大きい場合に前記スポット溶接ガンに異常があると推定する推定部とを具備する、スポット溶接システム。 In a spot welding system having a spot welding gun for performing welding by pressing a work to be welded between a movable electrode tip driven by a servo motor and a fixed electrode tip facing the movable electrode tip,
An encoder for measuring the rotational position of the servo motor;
A pressurization command value creating unit that creates a reference pressure command value and at least one detection pressure command value for the spot welding gun that pressurizes the workpiece to be welded between the movable electrode tip and the fixed electrode tip When,
The rotation position of the servo motor when the servo motor is driven based on the reference pressure command value and the servo when the servo motor is driven based on the at least one detection pressure command value An elastic displacement deviation calculator that calculates a rotational position deviation between the rotational position of the motor as an elastic displacement deviation in the spot welding gun;
A storage unit that stores the elastic displacement amount deviation measured by the elastic displacement amount deviation calculation unit as a reference displacement amount deviation in a state adjusted so that the applied pressure of the spot welding gun can be normally exhibited;
Elastic displacement deviation measured by the elastic displacement deviation calculator based on the reference applied pressure command value and the at least one detected applied pressure command value in a state where the applied pressure of the spot welding gun needs to be readjusted And an estimation unit that estimates that the spot welding gun is abnormal when a deviation between a reference displacement amount deviation stored in the storage unit is larger than a predetermined value. さらに、前記推定部が前記スポット溶接ガンに異常があると推定したときに、前記スポット溶接ガンの異常を外部に知らせる警告部を具備する、請求項１に記載のスポット溶接システム。   2. The spot welding system according to claim 1, further comprising a warning unit that notifies the outside of the abnormality of the spot welding gun when the estimation unit estimates that the spot welding gun is abnormal. さらに、前記弾性変位量偏差と前記基準変位量偏差との間の前記偏差を表示する表示部を具備する、請求項１または２に記載のスポット溶接システム。   The spot welding system according to claim 1, further comprising a display unit that displays the deviation between the elastic displacement deviation and the reference displacement deviation. さらに、前記弾性変位量偏差と前記基準変位量偏差との間の前記偏差を時間と一緒に時系列で記憶する記憶部を具備する、請求項１から３のいずれか一項に記載のスポット溶接システム。   Furthermore, the spot welding as described in any one of Claim 1 to 3 which comprises the memory | storage part which memorize | stores the said deviation between the said elastic displacement amount deviation and the said reference | standard displacement amount deviation in time series with time. system. さらに、前記弾性変位量偏差と前記基準変位量偏差との間の前記偏差を時間と一緒に時系列で表示する表示部を具備する請求項４に記載のスポット溶接システム。   The spot welding system according to claim 4, further comprising a display unit that displays the deviation between the elastic displacement deviation and the reference displacement deviation in time series along with time. さらに、前記弾性変位量偏差と前記基準変位量偏差との間の前記偏差に前記スポット溶接ガンのバネ定数を乗算して、加圧力偏差を算出する加圧力偏差算出部を具備する、請求項１から５のいずれか一項に記載のスポット溶接システム。   The pressure deviation calculating unit further calculates a pressure deviation by multiplying the deviation between the elastic displacement deviation and the reference displacement deviation by a spring constant of the spot welding gun. To 5. The spot welding system according to any one of 5 to 5. さらに、前記加圧力偏差算出部により算出された加圧力偏差が第一偏差所定値より小さい場合には、前記加圧力偏差算出部により算出された加圧力偏差に基づいて、加圧動作時における前記サーボモータへのトルク指令値または加圧動作時における前記サーボモータの回転位置指令値を補正する加圧力偏差補正部を具備する、請求項６に記載のスポット溶接システム。   Further, when the applied pressure deviation calculated by the applied pressure deviation calculating unit is smaller than a first deviation predetermined value, based on the applied pressure deviation calculated by the applied pressure deviation calculating unit, The spot welding system according to claim 6, further comprising a pressing force deviation correction unit that corrects a torque command value to the servo motor or a rotational position command value of the servo motor during a pressurizing operation. 前記加圧力偏差算出部により算出された加圧力偏差が第一偏差所定値以上であった場合には、前記加圧力偏差補正部による補正処理を行わないようにした請求項７に記載のスポット溶接システム。   8. The spot welding according to claim 7, wherein when the applied pressure deviation calculated by the applied pressure deviation calculating unit is equal to or greater than a first deviation predetermined value, correction processing by the applied pressure deviation correcting unit is not performed. system. さらに、前記加圧力偏差算出部により算出された加圧力偏差が第二偏差所定値以上であった場合に、前記スポット溶接ガンの異常を外部に知らせる警告部を具備する、請求項８に記載のスポット溶接システム。   Furthermore, when the pressurization deviation calculated by the said pressurization deviation calculation part is more than a 2nd deviation predetermined value, it comprises the warning part which notifies the abnormality of the said spot welding gun to the exterior. Spot welding system. さらに、前記加圧力偏差を表示する表示部を具備する、請求項６から９のいずれか一項に記載のスポット溶接システム。   Furthermore, the spot welding system as described in any one of Claim 6 to 9 which comprises the display part which displays the said pressurizing force deviation. さらに、前記加圧力偏差を時間と一緒に時系列で記憶する記憶部を具備する請求項６から１０のいずれか一項に記載のスポット溶接システム。   The spot welding system according to any one of claims 6 to 10, further comprising a storage unit that stores the pressure deviation in time series together with time. 前記加圧力偏差を時間と一緒に時系列で表示する表示部を具備する請求項１１に記載のスポット溶接システム。   The spot welding system according to claim 11, further comprising a display unit that displays the applied pressure deviation in time series together with time.
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